胡安尼西·達吾列 馬玉寶,2※
股四頭肌是全身體積最大、力量最強的肌肉,它的作用為屈髖伸膝。股四頭肌的情況直接影響到個體的日常生活能力和形態(tài)。股四頭肌的訓練方式分為開鏈和閉鏈運動[1]。經(jīng)長期的臨床實踐形成多個訓練方式,如直腿抬高、深蹲、多角度抗阻伸膝、腿舉訓練等。由于設備的引進,腿舉訓練得到廣泛普及。腿舉訓練是在仰臥位或者坐位,通過下肢肌群收縮,伸髖、伸膝,將重物向前、上方蹬起,然后屈髖、屈膝,將重物復位,反復刺激股四頭肌,以達到訓練的目的,對提高股四頭肌以及下肢整體的運動表現(xiàn)能力有顯著效果[2]。現(xiàn)就腿舉訓練對股四頭肌功能訓練效果的研究進展予以綜述,為臨床康復工作提供參考依據(jù)。目前Leg press一詞尚無準確翻譯,經(jīng)查閱有如下多種翻譯:腿舉、腿壓、坐姿蹬腿和腿部蹬踏[1]等,未形成統(tǒng)一的翻譯標準。本文將參考知網(wǎng)Leg press詞條,將其翻譯為腿舉。
了解左右側膝關節(jié)力量測試的可靠性對于肢體間的臨床決策至關重要。Clark等研究并探討單腿單次重復最大腿舉、雙肢膝關節(jié)屈曲、膝關節(jié)伸直的量表信度、重測信度及測量精度,并進行相關分析,發(fā)現(xiàn)組內(nèi)相關系數(shù)和測量標準誤差存在差異,但是其測量精度和可靠性都很高,測試之間具有一定的相關性;當進行力量測試時,應當針對不同的運動模式和不同的肌肉采取與之相對應的測試動作[3],如腿舉訓練配對股四頭肌。Redden等采用氣動阻力的坐位腿舉器械對優(yōu)秀的足球運動員肌肉力量、肌肉功率和兩腿的對稱性通過腿舉訓練進行了測量,并計算了測量結果的可靠性和應用區(qū)間,結果顯示可接受的可靠性水平[4],腿舉訓練適用于測量上述相關數(shù)據(jù)。
最大肌力和力量發(fā)展速度是日常活動和運動表現(xiàn)的兩個重要的力量特征,兩項參數(shù)需具有可靠性。通常使用帶有等長模組的昂貴的等速設備測量。而Baur等評估了將傳感器安裝在傳統(tǒng)的腿舉訓練器材上測量最大肌力和力量發(fā)展速度的可靠性,發(fā)現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)具有良好的可靠性,可以對干預措施進行質(zhì)量控制[5]。
腿舉訓練需要膝伸肌和屈肌、髖伸肌和足底屈肌的參與,但腿舉訓練最主要的訓練目標是股四頭肌。Orssatto等為12名受試者設計了一項為期12周的漸進式訓練,采用45°腿舉訓練,并采集了相關數(shù)據(jù)。結果顯示僅使用腿舉訓練訓練下肢肌肉可導致膝關節(jié)屈伸肌峰力矩比率(離心膝關節(jié)屈肌峰值力矩/向心膝關節(jié)伸肌峰值力矩,H/Q比)下降,因此建議在采用腿舉訓練恢復及增強股四頭肌肌力的同時,額外增加對腘繩肌的訓練項目[6]。
Machado等用表面肌電儀將傳統(tǒng)的45°角腿舉訓練與兩種不同的45°角的腿舉訓練技術進行比較,這兩種運動技術分別使用了理療球和彈力帶,訓練時囑咐受試者在雙膝間將理療球加緊或者把彈力帶撐開。結果表明在腿舉訓練時,在兩膝之間放置一個理療球可提高股內(nèi)側肌的激活程度,與單純進行腿舉訓練相比,讓患者撐開一個彈力帶進行腿舉訓練股內(nèi)側肌的激活程度相對較小,而股外側肌的激活程度相對較高。追求更高的股四頭肌活動時,建議在雙膝之間放置一個理療球或者其他輔助物品[2]。
在膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者的肌肉訓練中,腿舉訓練相較于坐姿腿屈伸運動更能有效地刺激股四頭肌,更能反映肌肉功能的指標[7]。膝關節(jié)關節(jié)炎患者的蹲姿存在較大的脛骨外旋異常,Hanada等將脛骨內(nèi)旋時進行腿舉訓練與中立位時進行一組隨機對照試驗,以10米步行測試、計時步行測試、下蹲時膝關節(jié)屈曲角度、步行與下蹲時的疼痛和步行困難程度這五個項目進行評估。發(fā)現(xiàn)用采取脛骨內(nèi)旋的腿舉訓練相較于脛骨中立位的腿舉訓練能更顯著改善患者的步行功能與下蹲時膝關節(jié)角度,緩解活動時的疼痛,而中立位的腿舉訓練僅在十米步行測試中有顯著改善[8]。
交叉教育現(xiàn)象是一種神經(jīng)生理學現(xiàn)象,指訓練身體的一側可讓另一側得到進步。Ben等比較了單側屈肘和腿舉訓練后整體訓練反應和交叉教育效果,結果顯示青少年優(yōu)勢側和非優(yōu)勢側單腿腿舉訓練對同側和對側的膝關節(jié)屈肌及伸肌有顯著改善,加強了受試者下蹲跳的能力。但例外的是非優(yōu)勢側的腿舉訓練對對側膝關節(jié)屈肌的最大等長收縮無明顯改善,并且優(yōu)勢側腿舉訓練導致了下肢平衡性和協(xié)調(diào)性的下降[9]。
Bily等對于具有適度振動的省時腿舉訓練計劃對全膝關節(jié)置換術(Total knee arthroplasty,TKA)患者的力量參數(shù)、疼痛和功能預后的影響展開了研究,并采用視覺模擬評分法、活動范圍、樓梯測試、計時和行走測試,以及西安大略和麥克馬斯特大學骨關節(jié)炎指數(shù)與傳統(tǒng)運動療法進行比較。試驗結果表明振動適中的等速腿舉訓練和傳統(tǒng)運動療法均能有效恢復TKA術后患者的肌力和功能,兩組訓練后的力量、疼痛和功能結果無顯著差異,然而腿舉訓練所需時間相對較少[10]。
在腿舉訓練過程中,膝關節(jié)的運動范圍可影響訓練的效果,Bogdanis等比較了兩種不同肌肉長度的低強度等長腿舉復合訓練方案(即在訓練過程中每組之間休息時添加每分鐘兩次下蹲跳項目)對膝關節(jié)功能的影響,發(fā)現(xiàn)膝關節(jié)運動的終末角度越大對于最大靜態(tài)肌力和發(fā)力速度的增長越明顯,而活動終末角度為85°時無明顯提升,而在訓練過程中動態(tài)肌肉性能與肌肉長度無關[11]。
此外,Wirth等研究了在熱身階段時的運動選擇對最大力量和速度-力量參數(shù)的影響,訓練的項目為后深蹲和腿舉,試驗分為兩個組,一組雙腳平衡后深蹲,另一組進行腿舉,兩組訓練方案相同,負荷相接近,進行對照試驗;結果顯示在短期干預中后深蹲訓練能更好提升受試者的跳躍能力,這可能與身體重心轉(zhuǎn)移的程度有關,增加了后深蹲訓練時對肌肉力量的刺激[12]。Padulo等通過壓力傳感器和線性編碼器測量了深蹲和腿舉訓練時產(chǎn)生的平均壓力和速度得到了各項目的線性力-速度和功率-速度關系,計算了肌肉最大輸出功率和理論峰力值和最大運動速度,發(fā)現(xiàn)與腿舉訓練相比深蹲在肌肉的功率上高于腿舉訓練,但激活的肌肉最大力量小于腿舉訓練[13]。Rossi等將樣本分為三組,第一組只進行腿舉訓練,第二組只進行深蹲訓練,第三組兩項訓練相結合,結果顯示深蹲訓練組跳躍能力改善明顯,而腿舉訓練組動態(tài)平衡能力有所改善,盡管未顯示統(tǒng)計學差異[14]。
3.1 訓練時組間休息間隔對腿舉訓練的影響 Miranda等研究了不同休息間隔的45°角腿舉訓練對表面肌電頻譜和疲勞振幅的影響。結果顯示腿舉訓練時,三分鐘的休息間隔可能代表了在神經(jīng)激活情況下疲勞狀態(tài)和完全恢復狀態(tài)之間的一個神經(jīng)肌肉窗口,在多組訓練的過程中兩組之間安排三分鐘以上的休息時間能夠允許更多的運動單位從疲勞中恢復,從而促進下一組訓練更有效的力量增強刺激[15]。
3.2 年齡對腿舉訓練的影響 Wilson等研究老化對腿舉訓練中關節(jié)的協(xié)調(diào)性影響,測量了下肢肌肉峰值功率、速度以及關節(jié)協(xié)調(diào)性。試驗后發(fā)現(xiàn),跟年輕人相比,在多組訓練后老年人表現(xiàn)出相對較差的協(xié)調(diào)性,每組訓練的峰力值和肌肉輸出功率上也有差異,說明采用大負荷的訓練時,由于對同一部位的重復刺激增加了勞損的風險,或由于關節(jié)控制能力低下、缺乏靈活性等原因,降低了對意外情況的反應能力,增加了受傷的風險[16]。
3.3 呼吸對腿舉訓練的影響 氧化過程需要氧和ATP的參與,同時產(chǎn)生乳酸。人體通過呼吸,補充氧化過程所需氧,并氧化分解乳酸。Sakamoto等比較腿舉訓練和臥推訓練中組間休息時采取自主呼吸策略和過度通氣策略對訓練效果影響,試驗結果顯示采取過度通氣策略可顯著提升訓練至力竭時腿舉與臥推的次數(shù),而采取自主呼吸策略則下降[17]。
3.4 阻力對腿舉的影響 Smith等在阻力隨機改變和阻力恒定的兩種條件下的腿舉訓練做對照,為期4周的訓練后,發(fā)現(xiàn)阻力隨機改變的腿舉訓練后的樣本反應時間縮短,引起了更大的反射適應,這對需要快速做出反應的職業(yè)如運動員、飛行員和士兵等職業(yè)訓練有幫助,可提供更完善的物理治療方案[18]。而臨界負荷的腿舉訓練可以維持長時間的負荷強度,在抗阻訓練中激發(fā)更大的代謝和通氣需求,降低了疲勞的癥狀,加強了對于心血管系統(tǒng)的鍛煉[19]。
3.5 性別對腿舉訓練的影響 在評估臥推和腿舉的交替訓練中性別、運動順序和休息間隔時長的影響后,發(fā)現(xiàn)男性在進行10RM臥推和腿舉訓練時具有更強的抗疲勞能力。由于運動配對時發(fā)現(xiàn),男性在進行第二次運動時疲憊感較輕,因此應調(diào)整女性的訓練計劃,以確保與男性的抗阻計劃強度相平行[20]。
3.6 下肢其他肌肉對腿舉訓練的影響 腿舉訓練在鍛煉股四頭肌的同時,也需要下肢其他肌群的參與和協(xié)助,因在進行腿舉訓練時,髖關節(jié)取屈曲位,所以股后肌群在運動中并不是主要的動力來源,更多的是起維持關節(jié)穩(wěn)定性的作用。脛骨前肌的主要作用是維持踝關節(jié)的穩(wěn)定性,起穩(wěn)定支點和維持平衡的作用。腓腸肌的主要作用為伸展踝關節(jié),當進行腿舉訓練踝關節(jié)的角度發(fā)生改變時,腓腸肌在收縮力的力傳遞有較大貢獻[21]。以上各肌的參與受限時,均可影響到腿舉訓練動作完成度。
膝關節(jié)損傷后股四頭肌無力是常見的臨床癥狀,腿舉訓練與等速訓練均可分離和強化受累肢體的股四頭肌。腿舉訓練中的膝關節(jié)伸展力矩峰值雖然可以評價術后下肢的力量情況,但是對于肢體的對稱性而言,因其與目前的“金標準”慢速等速測試(ISO60°/s)在采用皮爾遜相關系數(shù)和配對t檢驗建立關系后,結果有差異,所以要更加謹慎的考慮[22]。
在進行腿舉訓練時,受試者足部所擺放的位置和髖部周圍其他肌群發(fā)力情況等,可影響到股四頭肌的發(fā)力情況,如采取脛骨內(nèi)旋進行腿舉訓練能改善骨性關節(jié)炎患者運動功能[10]、在雙膝之間放置理療球改變股四頭肌各頭激活情況[2]等,在這一問題上的相關研究相對較少。如果受試者采取不同足間距,這是否能引起肌肉發(fā)力情況的改變;如果足部位于不同的象限內(nèi),能否影響到腿舉訓練的結果,會引起怎么樣的改變,未來的研究可以考慮控制這些變量進行研究探討。
臥式自行車(有氧運動)與腿舉訓練(阻力訓練)在發(fā)力和持續(xù)時間相匹配時,可能在VO2、呼吸交換率、血乳酸、能量消耗、肌肉腫脹情況和肌電圖上產(chǎn)生相似的反應,因此有理由認為兩者都可能提供類似的刺激,以產(chǎn)生相似的慢性生理適應結果,如增強心肺功能等[23]。未來可進一步進行類似的與其他訓練模式相結合的生理測量研究,并測試不同模式下和不同的運動持續(xù)時間條件下對生理健康的慢性改善的影響。
腿舉訓練結果可評估股四頭肌在力量方面的恢復效果,有助于治療師評價患者的恢復情況。采取腿舉訓練對股四頭肌進行漸進抗阻訓練對增加其最大肌力有效果,可用于對偏癱、骨性關節(jié)炎、前交叉韌帶復建術后和全膝關節(jié)置換術后等患者的康復訓練,對健康群體而言也可作為常用的健身項目,但要注意結合其他的訓練進行,保持H/Q比的平衡。目前對腿舉訓練時所采取的技術方面的研究還尚未完善,未來可對這一方面進行進一步的探討,為臨床治療的方法選擇提供參考。